力扣22. 括号生成(java 回溯法)

Problem: 22. 括号生成

文章目录

  • 题目描述
  • 思路
  • 解题方法
  • 复杂度
  • Code

题目描述

在这里插入图片描述

思路

我们首先要知道,若想生成正确的括号我们需要让右括号去适配左括号,在此基础上我们利用回溯去解决此题目

1.题目给定n个括号,即当回溯决策路径长度等于 2 n 2n 2n时,我们结束回溯;
2.若想选择出正确的括号,我们先要确定
左括号*,即要求左括号小于给定的数量n,同时已经使用的右括号要小于已经使用的左括号,所以我们可以定义已使用的左括号数量lestUsed已经使用的右括号数量rightUsed,在这两种情况下展开回溯;

解题方法

1.定义结果集合result,决策路劲path(char类型数组,初始化长度为 2 n 2n 2n);
2.编写并调用回溯函数,初始化决策阶段为0;

2.1当决策路径长度等于 2 n 2n 2n时,将当前的决策路径添加到结果集合中,并返回;
2.2当leftUsed小于n时我们将当前决策路径位置上添上**(,并递归下一阶段(leftUsed 要加一,决策阶段加一)
2.3当
rightUsed小于leftUsed时我们将当前决策路径位置上添上,并递归下一阶段(rightUsed 要加一,决策阶段加一)
2.4由于定义的决策路径为一个char类型的数组,所以我们不用显示的
恢复当前的决策路径状态**,数组在递归调用中会覆盖上一个

复杂度

时间复杂度:

O ( 1 n + 1 ( 2 n n ) ) O(\frac{1}{n+1}\binom{2n}{n}) O(n+11(n2n))

空间复杂度:

O ( 4 n n ) O\left(\frac{4^n}{\sqrt{n}}\right) O(n 4n)

Code

class Solution {//Result listprivate List<String> result = new ArrayList<>();/*** Get all parentheses generated** @param n The num of parenthesis* @return List<String>*/public List<String> generateParenthesis(int n) {//Decision Pathchar[] path = new char[2 * n];backtrack(n, 0, 0, 0, path);return result;}/*** Use backtracking to get all parentheses generated** @param n         The num of parenthesis* @param leftUsed  The number of left parentheses used* @param rightUsed The number of right parentheses used* @param k         Decision stage* @param path      Decision path*/private void backtrack(int n, int leftUsed, int rightUsed, int k, char[] path) {//End conditionif (k == 2 * n) {result.add(String.valueOf(path));return;}//The leftUsed less than nif (leftUsed < n) {path[k] = '(';backtrack(n, leftUsed + 1, rightUsed, k + 1, path);}//The rightUsed less than leftUsedif (rightUsed < leftUsed) {path[k] = ')';backtrack(n, leftUsed, rightUsed + 1, k + 1, path);}}
}

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